En el “A Fondo” de este mes, ahondamos en la investigación de nuestro compañero Thomas Bodin, geofísico experto en el estudio de terremotos y en la evaluación del riesgo.
¿Cómo podemos estudiar un terremoto que ocurrió hace siglos, mucho antes de la invención de los sismógrafos? Esta es una de las preguntas que el investigador Thomas Bodin, del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), está tratando de responder a través de un proyecto que combina la estadística bayesiana y la sismología con el objetivo de mejorar nuestra comprensión del peligro sísmico. Su trabajo incluye un proyecto de Doctorado Industrial desarrollado en colaboración con EDF (Électricité de France), bajo el programa de investigación SIGMA3, enfocado a mejorar las evaluaciones del peligro sísmico en Europa. Bodin obtuvo un doctorado en geofísica de la Australian National University y ahora desarrolla métodos para la interpretación de datos geofísicos, poniendo el foco en las aproximaciones probabilísticas y la cuantificación de la incertidumbre.
Un viaje hacia el pasado
Cuando ocurre un terremoto, la intensidad del movimiento del suelo varía según la distancia al epicentro, la magnitud del evento y las características del suelo y la geología local. Para los terremotos ocurridos antes del siglo XX, no existen registros instrumentales del movimiento del suelo, y la información sobre la intensidad solo la proporcionan relatos de testigos, informes de daños o crónicas que describen los efectos.
A partir de estas observaciones cualitativas, los sismólogos pueden estimar la magnitud y la ubicación de estos terremotos históricos. Sin embargo, como explica Bodin, "las magnitudes estimadas resultantes dependen en gran medida de lo bien que estén calibrados los modelos".
Los modelos tradicionales que relacionan los parámetros del terremoto (magnitud, profundidad, distancia) con la intensidad observada se calibran típicamente utilizando terremotos modernos registrados instrumentalmente, lo que significa que su precisión disminuye cuando se aplican a eventos más antiguos o más grandes. Además, las intensidades observadas son inherentemente subjetivas e inciertas, lo que añade otra capa de complejidad al proceso de reconstrucción.
La estadística Bayesiana al servicio de la sismología
El proyecto de Bodin introduce un enfoque innovador: un análisis de inversión bayesiana que combina datos tanto instrumentales como históricos para estimar las magnitudes y ubicaciones de los terremotos pasados. En lugar de calibrar primero el modelo con eventos modernos y luego aplicarlo a los históricos, este método trata a todos los datos —pasados y presentes— como parte de un sistema unificado.
"En un marco bayesiano, no solo buscamos el valor más probable de cada parámetro", explica Bodin. "También cuantificamos la incertidumbre a su alrededor, lo que da una imagen mucho más realista de la variabilidad y los posibles errores en los valores estimados".
El trabajo implica desarrollar y probar algoritmos que primero se validarán en conjuntos de datos sintéticos y reales, y luego se aplicarán al catálogo de terremotos francés FCAT-17, que recopila datos sísmicos desde la Edad Media hasta el presente. El objetivo es actualizar las magnitudes y ubicaciones de los terremotos históricos, proporcionando una base más fiable para la evaluación del peligro sísmico en Francia y otros lugares.
El reto de combinar diferentes escalas y regiones
Uno de los principales desafíos del proyecto radica en la coexistencia de diferentes escalas de intensidad utilizadas a lo largo del tiempo y las regiones. Por ejemplo, en Francia, el conjunto de datos histórico SisFrance registra intensidades utilizando la escala MSK, mientras que la base de datos más reciente del Bureau Central Sismologique Français (BCSF) se basa en EMS-98. En regiones fronterizas, como entre Francia e Italia, ambos sistemas se superponen, lo que genera inconsistencias.
El marco bayesiano desarrollado por Bodin permitirá armonizar estos conjuntos de datos a través de la inversión conjunta, aprovechando la información superpuesta entre bases de datos. Este enfoque no solo mejora la coherencia entre bases de datos, sino que también hace posible detectar variaciones regionales en los parámetros IPE, un paso esencial para adaptar los modelos a las condiciones geológicas locales.
Del laboratorio al terreno
El proyecto se lleva a cabo en colaboración con sismólogos de EDF, con el apoyo de SIGMA3, un programa internacional destinado a mejorar los modelos de peligro sísmico utilizados tanto por la industria como por las instituciones públicas.
La colaboración entre el ICM-CSIC y EDF es un excelente ejemplo de cómo la investigación pública y la industria privada pueden converger para el beneficio social. El CSIC aporta su experiencia en modelos estadísticos avanzados y técnicas de inversión, mientras que EDF proporciona experiencia práctica y acceso a bases de datos sísmicas de toda Europa.
"Este tipo de colaboración nos permite realizar investigación de vanguardia con aplicaciones concretas", dice Bodin. "No se trata solo de desarrollar teoría, se trata de crear herramientas que puedan ayudar a proteger la infraestructura y a las comunidades de los terremotos".
El valor de los doctorados industriales
El trabajo de Thomas Bodin también destaca la creciente importancia de los programas de Doctorado Industrial, que combinan la investigación académica con la experiencia aplicada en empresas o instituciones de base tecnológica. A diferencia de los programas de doctorado tradicionales, que tienden a centrarse en la ciencia fundamental, los Doctorados Industriales están diseñados para cerrar la brecha entre la investigación y la innovación en el mundo real.
En toda Europa, este modelo se ha expandido rápidamente como una forma de acercar la ciencia a la industria, mejorar la empleabilidad de los investigadores y fortalecer la competitividad tecnológica.
"Los doctorados industriales son una oportunidad para formar científicos con una visión más amplia del proceso de innovación", dice Bodin. "Te impulsan a pensar no solo en la calidad científica, sino también en la utilidad práctica de tu trabajo".
A través de este proyecto, el equipo del ICM-CSIC y EDF tiene como objetivo contribuir a una comprensión más precisa de la sismicidad histórica y mejorar los modelos utilizados para evaluar el peligro sísmico en Europa. En una era en la que la resiliencia de la infraestructura crítica es cada vez más vital, la combinación de estadística avanzada, datos históricos y colaboración institucional podría marcar un punto de inflexión en cómo evaluamos y gestionamos el riesgo natural.
Como concluye Bodin, "comprender los terremotos del pasado es una de las mejores maneras de prepararse para los del futuro".